Estudio sedimentológico de un depósito arenoso de la rasa ...
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ESTUDIO SEDIMENTOLOGICO DE UN DEPOSITO ARENOSO DE LA RASA CANTABRICA •
APLICACION DE LA EXOSCOPIA DEL CUARZO
BARRAL SILVA ,M.T.; GUITIAN RIVERA, F.; GUITIAN OJEA,F.
Departamento de Edafología .Facultad de Farmacia .Santiago de Compostela
RESUMEN.
Mediante la técnica de Exoscopía del Cuarzo se estudia un sedimento arenoso de la Rasa Cantábrica, enlas proximidades de S.Miguel de Reinante (Lugo), contrastando los resultados de este estudio con los obtenidos por las metodologías clásicas de granulometría y morfoscopía. De la aplicación conjunta de estas técnicas se puede deducir que aún siendo las arenas depositadas en un mismo episodio final de sedimentación, cuya naturaleza se discute, tienen orígenesdiversos cuya evolución intenta reconstruirse conayuda de la técnica de Exoscopia del Cuarzo.
RESUM~E.
Al' aide de la technique d' Exoscopie des Quartzon étude un sédiment sableux de la "Rasa Cantabrica"aux environs de S.Miguel de Reinante (Lugo). Les résultats de cet étude sont confrontés avec ceux issusdes méthodes clasiques de granulometrie et morphoscopie. L'application conjointe de ces techniques permet déduire que, bien que déposées dans une meme épisode finale de sédimentation, dont la nature se discute, les s~bles de ce dépot ont des origines diverses dont l' evolution on tente de reconstruire parl'Exoscopie des Quartz.
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INTRODUCCION
Una parte importante del estudio de los sedimentos tiene como
fin conocer el origen de los materiales que los constituyen, las caracte
rísticas de los agentes que los han transportado y modelado, así como el
ambiente final en que ocurrió su deposición. Con este objetivo se han em
pleado diversas técnicas, ya clásicas, cuya metodología se ha desarrollado
desde finales del siglo pasado, basadas fundamentalmente en el estudio
de la granulometría del sedimento y en el examen morfoscópico de las are
nas.
Con el empleo del microscopio electrónico de barrido se ha
desarrollado una nueva técnica , la exoscopía del cuarzo, basada en la
observación detallada de las texturas superficiales de este mineral. Las
huellas de las acciones mecánicas, químicas y biológicas nos permiten re
construir los ambientes en los que han permanecido los granos y si tuar
cronológicamente cada uno de los episodios de su historia erosiva y depo
sicional.
MATERIAL
Se estudia un sedimento arenoso de la Rasa cantábrica. lista
superficie aplanada se extiende por el litoral cantábrico occidental, de
Cabo de Pefias a Burela, con una clara basculación hacia el oeste manifies
ta en una progresiva pérdida de al ti tud desde los 110 m. en su extremo
oriental asturiano a los 18-20 m. del tramo final, entre Foz y Burela,
antes de su desaparición al encontrarse con el batolito granítico de S.Ci
prian. Se han sugerido diversas hipótesis sobre su génesis, siendo la más
común la que interpreta la Rasa como una penillanura o glacis de origen
continental que probablemente existiría ya a finales del Plioceno (Hernán
dez Pacheco y Asensio Amor, 1960; Mary, 1970 ,1971) Y que experimentó a
lo largo del Cuaternario varias transgresiones marinas ligadas probableme~
te a oscilaciones glacio-eustáticas , que contribuyeron a aplanar aún más
su superficie dándole su aspecto actual y que dieron lugar a depósi tos
330
con características marinas y eólicas, retocando también algunos de los
sedimentos continentales preexistentes (Hernandez Pacheco y Asensio Amor,
1959,1960,1963,1964 ; Asensio Amor, 1970).
El depósito estudiado se encuentra en la porción occidental
de la Rasa próximo a S. Miguel de Reinante (Lugo) y emplazado a 50 m.
sobre el nivel del mar (fig. 1).
331
No aparecen cantos dentro del perfil ni se reconoce a simple vista ningún
tipo de estratificación; como rasgo peculiar presenta fuertes coloraciones
rojizas y negras debidas a los óxidos de hierro y manganeso que recubren
las arenas llegando a formar en algunas zonas placas cementadas de gran
dureza.
Por su alti tud no se corresponde exactamente con ninguno de
los tres niveles principales de depósitos de Rasa identificados por Asen
sio Amor (1970) en la margen occidental de la ría de Eo. Díaz-Fierros
y Paz (1~78) situan en esta zona, a un nivel de 30-40 m. un extenso depó
si to arenoso con cementaciones de óxidos de hierro que por proximidad y
semejanza quizás pueda relacionarse con la formación estudiada.
METODOS
Se determinó la composición granulométrica de este material,
previamente destruida la materia orgánica por ataque con agua oxigena
da, y disueltos los revestimientos de naturaleza sesquioxídica por lavado
con ácido clorhídrico. Se empleó la tamización para la separación de las
partículas de diámetro mayor de 50 micras, y la sedimentación , según el
método de la pipeta Robinson, para determinar el contenido en limo y ar
cilla.
Con los resul tados del análisis granulométrico se construyó
la curva de frecuencias acumuladas, en escala logarítmica decimal y en
escala ~ . Gráficamente y por cálculo estadístico se hallaron los paráme
tros de rango y, a partir de éstos , los de relación que expresan las medi
das de tendencia central, clasificación, asimetría y angulosidad.
Se determinó la proporción estadística de los distintos tipos
de cuarzo en la fracción arena según la clasificación de Cailleux (1959)
con ayuda de la lupa binocular, siguiendo las recomendaciones para la ob
servación y contaje sugeridas por este autor, trazándose luego las curvas
morfoscópicas del sedimento.
Las texturas superficiales de los granos de cuarzo se observa
ron por exoscopía. Lá preparación de las muestras consistió en un lavado
332
con ácido clorhídrico en caliente a fin de eliminar los recub~imientos
de sesquióxidos; se seleccion6 para su estudio la fracción granulométrica
comprendida entre 300 y 500 micras, ya que en ella actuan por igual los
factores mecánicos y químicos, lo que da mayor fiabilidad al diagnóstico;
de esta fracción se separaron a la lupa binocular los cuarzos morfológica
mente diferentes. Un lote de cuarzos de cada tipo se pegó con cemento de
grafito a un portamuestras metálico y se metalizaron con oro-paladio hasta
un espesor de recubrimiento de 200 Á. La observación se realizó con un
microscopio electrónico de barrido ISI Super 111 A, de 60 A de resolución,
con posibilidad de amplificación entre 50 y 100.000 aumentos.
RESULTADOS Y DISCUSION
1.- LITOLOGIA
El material está consti tuido casi exclusivamente por cuarzo,
con trazas de feldespatos alterados y micas. En las cementaciones de ses
quióxidos se identifica goetita y varios óxidos de manganeso.
2.- GRANULOMETRIA
La composición granulométrica global del sedimento se indica
el1; la tabla 1 .
Tabla n Q 1.- Granulometría global del sedimento.
Gravas
o
2000-1000 r
O
1000-500 t'
2.5
500-200 ~
84.6
200-100 t'
8.6
100-50 r0.8
<50 r3.5
Parámetros de la curva de frecuencias acumuladas
Q1 mm.
0.220
Q2 mm.
0.250
Q3 mm.
0.310
centilo mm.
0.600
Q3 - Q1
0.09
So
1.19
333
No existen cantos ni gravas, así como tampoco arena muy gruesa.
La arena media es la fracción dominante, consti tuyendo por sí sola el
84.6 % del sedimento. El material está bastante lavado, con escasa propor
ción de limo y arcilla.
El espacio intercuartilar (Q3-Ql) pequeño y el índice de cla
sificaci9n (So) muy próximo a la unidad indican una excelente clasifica
ción.
Examinada separadamente la fracción arena, muestra una curva
de frecuencias acumuladas monomodal (Fig. 2), con típica forma de "S",
característica de acumulaciones libres (deposición por exceso de carga).
Los parámetros de rango deducidos de las curvas de frecuencias acumuladas,
tanto en escala milimétrica como en escala ~ se indican en la tabla nº2
%100
75
50
25
O.O!> 0.1 0.2 0.5 1 mm
Los valores de estos parámetros se compararon con los datos apor
tados por diversos autores que han buscado caracterizar las condiciones
de depósi to de los sedimentos a través de las técnicas granulométricas.
Se deduce para esta muestra que su deposición se ha producido en un ambie~
te de baja energía, dado su tamaño medio de partícula y la ausencia de
elementos gruesos en el sedimento. Los índices de clasificación reflejan
poca variación en la energía del fluído transportador; así, el valor del
"sorting" de Trask es propio de materiales muy bien calibrados j el QD r/>
334
Tabla nº 2 .-Granulometría de las arenas--------------------------------------------------------------------------Parámetros granulométricos de la fracción arena (escala milimétrica)-----------~--------------------------------------------------------------
Q1 Q2 Q3 X Moda Q3-Q1 SO SKa QDa Lg SK
0.215 0.255 0.310 0.283 0.250 0.1 1.20 0.008 0.05 0.01
___===================_==============================zz======••=====••=-==============~=====
~ 5
1 • 1
~ 10
1 .3
~ 16
1 .5
~ 20
1 .6
~ 25
1 • 7
~ 50
1 .9
~ 75
2.05
~ 84
2.15
~ 90 ~95
1 .3 2.5
X Mz1.69 1.85
He QD~
0.2 0.2r/J0.58
0"10.37
SK~ SKq~
0.14 -0.025SK 1-0.19
K~
4.57Kq~
0.175Kg1.64
====:: = ==== == ====== ==== == ====== ======== ==;==== ======== ======= =====_ =========-==:::1 =
Denominación de los parámetros utilizados
Medidas de tendencia central Medidas de asimetría
X (mm) media aritmética
x (~)
Mz (0)
" aritmética
de Folk y Ward
SKa (mm) Asimetría cuartilar arit.
10g.SK (mm) Asim. log.
SK~ (~) Asimetría cuartilar
SK 1 (~) Asimetria gráf.inclusiva
Medidas de dispersión Medidas de angulosidad
SO (mm) "Sorting"de Trask Kq0 (~) Ang. cuartilar
QDa (mm) Desviación cuartilar K~ (~) Angulosidad i>QD~ (~) Desviación cuartilar Kg (~) Angulosidad gráfica
de Krumbein indica una dispersión menor incluso que la que suelen presen+
tar dunas o playas, y el índice de heterometría de Cailleux tiene un va
lor próximo al que este autor considera característico de depósitos eóli
cos, si bien él mismo reconoce que es difícil establecer límites claros
en casos de franca homometría como el presente, en el que no se podría
rechazar su posible depósito como playa marina.
335
I.,j..)100
1I.,j..)
~1Fig.
Fig. nº 50\ nº 3
2.00
!'M1duna
1.01 \ fluv." \ ""-* .. ---""
y o ----,..
",\ -1.00, '-, l' 2 Ihmar., " 2.001 playa
I ',_1.0~
-3.00
Ú) ÜJ 3.0
IM0
-2.0
2.~0
Fig. rtº 4 .•2
Fig. nº 6
-3,S0' • , 1QD.I~.O
playa
o
" " "',. "',--- ................_----duna
0.00' , • ,
Q.!O
fluvial
••
1.0er.Q.5
--,\\\ .
\ ...... ,,*,
\ .. \..',,
\,\
\,\\\
playa
0.00
•..•
• '.r•••i.... .. ,l.,. ..t..I••• '''.Hi.... 1I••hl ••
Otros índices se relacionan por medio de gráficas en las que se aco
tan con relativa precisión los campos de valores característicos de di
versos ambientes sedimentarios. En la fig. 3 se representan en abscisas
los valores del índice de heterometría de Cailleux y en ordenadas los
valores del SK de Krumbein; la muestra se situa claramente en el dominio
marino, de acuerdo con los límites propuestos por Soares de Carvalho (1953).
Aplicando a la fracción arena la técnica descrita por Friedman
(1962) se relacionaron gráficamente varias medidas momento. En la fig.
4 se representa la desviación típica ( (J ¡fJ ) frente a la simetría
( ~ 31> en escala ~., a fin de distinguir entre formaciones de origen
marino y de origen fluvial; la muestra se situa en este diagrama dentro
del dominio fluvial aunque muy próxima al límite , entre este ambiente
y el marino, propuesto por Friedman. Conviene señalar que este diagrama
quizás no sea adecuado para la zona estudiada, pues diversas formaciones
de playa actuales de este litoral analizadas por Aseneio Amor (1964) se
situan en esta gráfica muy próxim~a la muestra estudiada e indistinta
mente a uno y otro lado del límite entre ambos dominios.
Como consecuencia de los resul tados anteriores aceptamos como
hipótesis más probable que este sedimento se haya formado en medio lito
ral, e intentamos precisar si éste era playero o dunar, para lo cual,
aplicando también las gráficas de Friedman, representamos la media
( t'\ 1J ) frente a la simetría (0(3 r/J en escala ~ (fig. 5) Y la media
frente a la simetría en escala milimétrica (fig. 6). De acuerdo con ambos
diagramas podríamos atribuir al depósito un origen dunar.
3.- MORFOSCOPIA
La observación de las arenas a la lupa binocular mostró una
morfología muy variada de los granos de cuarzo:no desgastados, subangulo
sos-brillantes, redondeados-brillantes, redondeados-mates, redondeados
mates fracturados y subagulosos-picoteados, siendo el subanguloso-brilla~
te el aspecto más común en todos los tamaños de arenas. Los resultados
se expresan gráficamente en las curvas morfoscópicas de la figura 7, como
337
porcentajes de los tipos principales de granos en cada fracción granulom~
trica.
El porcentaje de redondeados-brillantes en la dimensión de 0.3
mm. supera el 20 % , lo que según Cailleux (1959) indica desgaste proba
ble en playa. Si a estos sumamos los subangulosos brillantes, el porcent~
je total nos llevaría a considerar un desgaste cierto en playa, rechazan
do en consecuencia que la evolución de las arenas haya sido exclusivamen
te fluvial.
Por otra parte el porcentaje de redondeados-mates no tiende
a cien con el tamaño creciente de los granos, sino que alcanza un máximo
en la fracción 0.5-0.7 mm. Según Cailleux este hecho puede ser interpret~
do como indicativo de que ha habido mezcla en el material.
1»100
50
no desgastados
redondos brillantes
redon dos mates
su bang. bri 11.
,,
.... """,..
--.--.~. - --._-.""".
338
0.3
Fig. nº7
0.5
--- . .......,.,-., ........ .-..~.--.. ......
0.7 0.9 ...
4.- EXOSCOPIA
Se examinaron con el SEM cinco tipos de granos de cuarzo que
previamente habían sido separados según su aspecto a la lupa binocular.
El tipo 1 corresponde a granos muy redondeados y mates; el tipo 1 (bis)
designa a aquellos cuarzos fracturados que conservan partes con morfolo
gía similar a la del tipo 1 ; el tipo 2 es de redondeados-brillantes;
el tipo 3 es de angulosos-brillantes , y el tipo 4 es de subangulosCE-bri
llantes .
Tipo 1 (Lám. 1)
Fig. a . - Aspecto muy redondeado. Numerosas trazas de choque sobre todala superficie que son las que dan al grano la apariencia matea la lupa binocular. Se observan también cúpulas de choque (2),alguna de borde sinuoso como consecuencia de la intersecciónde dos de estas marcas (150x).
Fig. b.- Con mayores aumentos pueden distinguirse varios conjuntos detrazas de choque: (1) trazas de choque con gradiente de pulido(2) "V" Y "croissants" con pulido uniforme, que son las marcasmás visibles a pequeños aumentos (3) algunas "V" de choquecon bordes mas angulosos que las anteriores (1000x).
Fig. c.- Superficie muy suavizada (1), entallada por cúpulas de choque(2) (500x) .
Fig. d.- Los bordes de las grandes cúpulas de choque están suavizadasy su interior está prácticamente desprovisto de nuevas marcasde choques (2000 x) .
Discusión: La interpretación de estos rasgos nos ha llevado a considerarcomo probable la siguiente evolución:
a) Un transporte medio acuático, que ha producido las marcas de choquecon gradiente de pulido (1).
b) Una intensa eolización posterior que originó las abundantes trazasde choque (2) y produjo el redondeamiento del grano, tan caracteristica del modelado por el viento.
e) Una evolución en medio marino de baja energía, que suavizó uniformemente las marcas preexistentes.
d) Un medio de gran energía , que intrepretamos también como marino, produjo las grandes cúpulas.
e) La estancia en un medio marino de baja energía ocasionó el suavizadofinal del grano, patente en los bordes redondeados de las cúpulas dechoque.
339
Lámina nº 1
340
Lámina I1º 2
341
Lámina nº 3
342
Tipo 1 (bis) (Lám. 1)
Fig. e. - Aspecto general de uno de los granos. Conserva una parte (1 )con la misma textura que la del tipo 1 ; el resto del grano aparece fracturado, con cizallas y grandes cúpulas de choque (2)todas ellas con bordes suavizados (200 x) •
Fig. f.- Depósitos de sílice sobre las cizallas (15.000 x).
Discusión: La evolpr,ión ñp este grano sería similar a la del tipo 1, con
la particularidad de que el episodio (d) que produjo las grandes cúpulas
de choque en aquellos granos, habría llegado a ocasionar la fracturación
de estos otros.
El suavizado posterior que atribuíamos a un medio marino de
baja energía, se aprecia también en los bordes de las fracturas de estos
cuarzos. Los depósitos de sílice corresponderían a una fosilización final.
Tipo 2 (Lám. 2)
Fig. g.- Aspecto general del grano, con aristas muy redondeadas (200x).
Fig. h.- Red de disolución anastomosada. Este rasgo es muy característicode los cuarzos que han estado sometidos a intensas acciones mecánicas las cuales producen una amorfización de las superficies:originando una capa desorganizada exterior que, por intermediode una capa de transición, pasa gradualmente al cuarzo bien cristalizado más interno. Cuando la disolución afecta a estos granosdisuelve primero la capa amorfizada, produciendo una morfologíaen escamas convexas; alcanza luego la zona de transición, dondeorigina redes de disolución anastomosadas; finalmente, cuandose produce la disolución de la sílice bien cristalizada, triángulos y pirámides son las formas características (700 x).
Fig. i.- Trazas de choque afectadas por la disolución. Las escamas desílice reflejan la fosilización final (10.000 x).
Discusión: La evolución propuesta para este tipo de granos es la que si
gue:
a) Estancia en un medio de fuertes acciones mecánicas, que producíriauna amorfizacion superficial de los granos.
b) Disolución en un medio marino de baja energía, probablemente infratidal (del que las redes de disolución anastomosadas son muy características.
343
c) Fosilización final que origina los depósitos de sílice sobre los rasgos precendentes.
Tipo 3 (Lám. 2)
Fig. j.- Aspecto general anguloso. Superficies de fractura con cizallas(200x).
Fig. k.- Las aristas y cizallas están bastante suavizadas (500x)
Fig. 1.- Detalle de una cizalla. Trazas de choque pulidas (l).Depósitosde sílice en forma de escamas cóncavas (2) (10.000x).
Discusión~ Suponemos para estos granffila siguiente evolución:
a) Fracturación por choques en medio marino de alta energía.
b) Disolución en medio marino de baja energía, que ocasiona el suavizadode las aristas.
c) inmovilización final con deposición de sílice.
Tipo 4 (Lám. 3)
Fig. m.- Aspecto subanguloso de los granos .Algunas caras aparecen limpias, en otras se aprecian depósitos (150 x) •
Fig. n.- Cúpulas de choque de bordes suavizados (500x)
Fig. 0.- Aspecto estriado de una de las caras (1000x)
Fig. p.- Con mayores aumentos se distinguen bandas muy pulidas, con figuras de frotamiento (1), que alternan con zonas en las que lastrazas de choque están menos desgastadas (5000x).
Fig. q.- Figuras de disolución (2500x)·
Fig. r.- Depósitos de sílice sobre alguna de las superficies (5000x)·
Discusión: El conjunto de rasgos de estos cuarzos resulta bastante difi
cil de interpretar, por lo que solo como posible proponemos la siguiente
evolución :
344
a) Eolización intensa.
b) Un medio de alta energía, probablemente marino produj o las cúpulasde choque.
c) Pulido de las trazas anteriores en medio marino de baja energía.
Las estrías de la fig. S.de morfología tan particular, hemos
supuesto que se han formado de acuerdo al siguiente esquema:
•
3
Fig. nº 8
1.- Superficie con cizallas preexistente.
2.- Choques eólicos muy numerosos afectaron a toda esa superficie ·
3.- El pulido de las partes más salientes produce la morfología en bandas
conservándose las marcas de choque profundas en lo que serían las
partes más deprimidas de las cizallas.
De los resultados de la exoscopia anteriormente expuestos
podemos concluir que en todos los tipos de granos se aprecian una o más
evoluciones en medio marino; así mismo, algunos granos muestran claramen
te los efectos de una eolización, incluso de gran intensidad , que en
ningún caso puede ser interpretada como el episodio final de deposición
ya que sus marcas aparecen modificadas por una posterior evolución en
medio marino.
345
CONCLUSION GENERAL
Todas las técnicas aplicadas coinciden en indicar que la de
posición de este sedimento ha tenido lugar en un medio capaz de producir
una fuerte clasificación en los materiales:marino o eólico. Sin embargo,
si el análisis gráfico de los datos granulométricos le atribuia con bas
tante claridad un carácter dunar, la exoscopía no pone de manifiesto las
trazas frescas de choques eólicos que confirmen que el viento ha sido
el agente del transporte final. Esta aparente contradicción puede tener
dos posibles explicaciones •
- La primera, que un transporte breve por el viento no produzca forzosa
mente choques en la superficie de los granos.
- Una segunda posibilidad es que este depósito se haya formado por acción
de factores marinos ( olas, mareas) en condiciones de baja energía,
capaces también de originar la fuerte clasificación de este material
En este caso sería discutible la utilidad de los métodos gráficos em
pleados , para situaciones de tal homometría como la presente.
346
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